Les astronomes ont peut-être attrapé une planète encore formant en action, se tailleant un modèle complexe dans le gaz et la poussière qui entoure sa jeune star hôte. En utilisant le très grand télescope d'ESO (VLT), ils ont observé un disque planétaire avec des bras en spirale proéminents, trouvant des signes clairs d'une planète nichée dans ses régions intérieures. C'est la première fois que les astronomes détectent une planète candidate intégrée à l'intérieur d'une spirale disque.
« Nous ne assisterons jamais à la formation de la Terre, mais ici, autour d'une jeune étoile 440 années-lumière, nous pouvons regarder une planète exister en temps réel », explique Francesco Maio, chercheur doctoral à l'Université de Florence, en Italie, et auteur principal de cette étude, publié en Astronomie et astrophysique.
La planète potentielle en cours a été détectée autour de l'étoile HD 135344b, à l'intérieur d'un disque de gaz et de poussière autour d'elle a appelé un disque protoplanétaire. La planète en herbe est estimée à deux fois la taille de Jupiter et aussi loin de son étoile hôte que Neptune est du soleil. Il a été observé en façonnant son environnement dans le disque protoplanétaire à mesure qu'il se transforme en une planète entièrement formée.
Des disques protoplanétaires ont été observés autour d'autres jeunes étoiles, et ils présentent souvent des motifs complexes, tels que des anneaux, des lacunes ou des spirales. Les astronomes prédisaient depuis longtemps que ces structures sont causées par des planètes pour bébés, qui balayent le matériel en orbite autour de leur étoile parent. Mais, jusqu'à présent, ils n'avaient pas attrapé l'un de ces sculpteurs planétaires dans l'acte.
Dans le cas du disque de HD 135344b, des bras spirale tourbillonnant avaient déjà été détectés par une autre équipe d'astronomes utilisant Sphere (Research des exoplanet à contraste élevé spectro-polamétrique), un instrument sur le VLT d'ESO. Cependant, aucune des observations précédentes de ce système n'a trouvé la preuve d'une planète se formant dans le disque.
Maintenant, avec des observations de l'instrument de résolution améliorée du nouvel VLT et de l'instrument de spectrographe (ERIS), les chercheurs disent avoir peut-être trouvé leur premier suspect. L'équipe a repéré le candidat de la planète juste à la base de l'un des bras en spirale du disque, exactement où la théorie avait prédit qu'elle pourrait trouver la planète responsable de la sculpture d'un tel modèle.
« Ce qui fait de cette détection potentiellement un tournant, c'est que, contrairement à de nombreuses observations précédentes, nous sommes en mesure de détecter directement le signal du protoplanet, qui est toujours hautement incorporé dans le disque », explique Maio, qui est basé à l'Arcetri Astrophysical Observator, un centre de l'Institut national italien pour l'astrophysique (AFAF).
« Cela nous donne un niveau de confiance beaucoup plus élevé dans l'existence de la planète, car nous observons la propre lumière de la planète. »
Le compagnon d'une étoile est né
Une autre équipe d'astronomes a également récemment utilisé l'instrument ERIS pour observer une autre star, V960 Mon, qui est encore dans les premiers stades de sa vie. Dans une étude publiée dans Les lettres de journal astrrophysiquel'équipe rapporte qu'ils ont trouvé un objet compagnon à cette jeune star. La nature exacte de cet objet reste un mystère.
La nouvelle étude, dirigée par Anuroop Dasgupta, chercheuse doctorale à l'ESO et à l'Université de Diego Portales au Chili, suit les observations de V960 Mon a fait il y a quelques années.
Ces observations, faites à la fois avec une sphère et le grand réseau d'Atacama Millimètre / Submillimètre (ALMA), ont révélé que le matériau en orbite V960 Mon est façonné en une série d'armes spirales complexes. Ils ont également montré que le matériau se fragmente, dans un processus appelé «instabilité gravitationnelle», lorsque de grandes amas du matériau autour d'un contrat d'étoile et s'effondrent, chacun avec le potentiel de former une planète ou un objet plus grand.
« Ce travail a révélé un matériau instable mais a laissé l'ouverture de la question de ce qui se passe ensuite. Avec Eris, nous avons décidé de trouver des fragments compacts et lumineux signalant la présence d'un compagnon sur le disque – et nous l'avons fait », explique Dasgupta.
L'équipe a trouvé un objet compagnon potentiel très proche de l'un des bras en spirale observé avec Sphère et Alma. L'équipe dit que cet objet pourrait être soit une planète en formation, soit un «nain brun» – un objet plus grand qu'une planète qui n'a pas gagné suffisamment de masse pour briller en tant qu'étoile.
S'il est confirmé, cet objet compagnon peut être la première détection claire d'une planète ou du nain brune formant par instabilité gravitationnelle.
